用于相機(jī)的電動(dòng)型多軸云臺(tái)和單桿的制作方法

本申請(qǐng)要求于2015年2月20日提交的名稱為“MOTORIZED MONOPOD JIB FOR CAMERAS(用于相機(jī)的電動(dòng)型單腳架搖臂)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列No.62/119,077的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參引并入本文中。

背景技術(shù)：

三軸云臺(tái)在相機(jī)穩(wěn)定系統(tǒng)中用于在拍攝期間給予相機(jī)操作者運(yùn)動(dòng)自由度，同時(shí)減小由于運(yùn)動(dòng)——例如相機(jī)振動(dòng)或顫動(dòng)——而在鏡頭中所造成的視覺(jué)偽像。例如，利用無(wú)刷馬達(dá)，穩(wěn)定的或受控的云臺(tái)具有在相機(jī)操作者到處移動(dòng)相機(jī)時(shí)將相機(jī)保持在預(yù)定的角度、例如關(guān)于所有軸線保持穩(wěn)定的能力。慣性測(cè)量單元(IMU)響應(yīng)于運(yùn)動(dòng)并且以協(xié)調(diào)的方式使用馬達(dá)從而使相機(jī)穩(wěn)定。引導(dǎo)指令或邏輯允許穩(wěn)定器系統(tǒng)檢測(cè)相機(jī)操作者的有意運(yùn)動(dòng)與例如顫動(dòng)的無(wú)意識(shí)運(yùn)動(dòng)之間的差異并對(duì)此做出響應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

概括而言，一個(gè)實(shí)施方式提供了一種用于相機(jī)的電動(dòng)型多軸云臺(tái)，該電動(dòng)型多軸云臺(tái)包括：用于緊固手持的單桿(monopole)的附件；連接至多軸云臺(tái)的多個(gè)馬達(dá)；以及用于相機(jī)安裝板的附件；所述多個(gè)馬達(dá)提供用于云臺(tái)部件的運(yùn)動(dòng)的多個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)軸線；并且所述多個(gè)馬達(dá)與處理單元操作性地連接，該處理單元發(fā)出協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)命令以控制所附接的相機(jī)的運(yùn)動(dòng)；其中，多軸云臺(tái)的部件定位成使得安裝在相機(jī)安裝板上的相機(jī)的相機(jī)取景軸線(viewing axis)、水平圖像軸線和豎向圖像軸線不需要與所述多個(gè)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線中的任一旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)準(zhǔn)。

另一實(shí)施方式提供了一種用于相機(jī)的電動(dòng)型單桿，該電動(dòng)型單桿包括：手持的單桿，該手持的單桿附接至多軸云臺(tái)；第一馬達(dá)，第一馬達(dá)定位在手持的單桿的端部處；多軸云臺(tái)的第一連接元件，第一連接元件附接至第一馬達(dá)，第一馬達(dá)賦予第一連接元件相對(duì)于單桿的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；第二馬達(dá)，第二馬達(dá)定位在第一連接元件的端部處；多軸云臺(tái)的第二連接元件，第二連接元件附接至第二馬達(dá)，第二馬達(dá)賦予第二連接元件相對(duì)于第一連接元件的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；第三馬達(dá)，第三馬達(dá)定位在第二連接元件的端部處；以及多軸云臺(tái)的相機(jī)安裝板，該相機(jī)安裝板經(jīng)由第三馬達(dá)附接至第二連接元件，第三馬達(dá)賦予相機(jī)安裝板相對(duì)于第二連接元件的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中，多軸云臺(tái)的部件定位成使得安裝在相機(jī)安裝板上的相機(jī)的相機(jī)取景軸線、水平圖像軸線和豎向圖像軸線不需要與第一馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線、第二馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線、或第三馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線中的任一者對(duì)準(zhǔn)。

另一方面提供了一種用于相機(jī)的電動(dòng)型多軸云臺(tái)，該電動(dòng)型多軸云臺(tái)包括：用于緊固手持的單桿的附件；第一馬達(dá)，第一馬達(dá)定位在該附件處并且賦予圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；第二馬達(dá)，第二馬達(dá)賦予圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；第三馬達(dá)，第三馬達(dá)操作性地聯(lián)接至相機(jī)安裝板，第三馬達(dá)賦予圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中，多軸云臺(tái)的部件定位成使得安裝在相機(jī)安裝板上的相機(jī)的相機(jī)取景軸線、水平圖像軸線和豎向圖像軸線不需要與第一馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線、第二馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線、或第三馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸線中的任一者對(duì)準(zhǔn)。

前述是概述并且因此可能包括對(duì)細(xì)節(jié)的簡(jiǎn)化、概括和省略；因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)的是，概述是僅說(shuō)明性的并且不意在以任何方式限制。

為了更好地理解實(shí)施方式以及實(shí)施方式的其他及另外的特征和優(yōu)勢(shì)，對(duì)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述進(jìn)行參考。本發(fā)明的范圍將在所附權(quán)利要求中指出。

附圖說(shuō)明

圖1示出了示例性的電動(dòng)型手持的單桿的視圖。

圖2示出了附接至帶有相機(jī)的手持的單桿的示例性的電動(dòng)型三軸云臺(tái)的視圖。

圖3示出了坐置在附接至三軸云臺(tái)的一個(gè)端部的相機(jī)安裝板上的相機(jī)的放大圖。

圖4示出了附接至三軸云臺(tái)的相機(jī)的視圖。

圖5示出了三軸云臺(tái)、相機(jī)以及手持的單桿的附件的視圖。

圖6示出了包括有三軸云臺(tái)或手持的單桿的示例性電子器件。

圖7示出了定位在手持的單桿上的電子器件的視圖。

圖8示出了定位在手持的單桿上的用戶界面的視圖。

具體實(shí)施方式

將容易理解的是，在本文中，如在附圖中一般性地描述并示出的，實(shí)施方式的部件可以以除所描述的示例性實(shí)施方式以外的多種多樣的不同構(gòu)型設(shè)置并設(shè)計(jì)。因此，如在附圖中示出的，示例性實(shí)施方式的以下更詳細(xì)的描述不意在限制所要求保護(hù)的實(shí)施方式的范圍，而僅代表示例性的實(shí)施方式。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中提及的“一個(gè)實(shí)施方式”或“實(shí)施方式”意味著結(jié)合實(shí)施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在至少一個(gè)實(shí)施方式中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施方式中”或“在實(shí)施方式中”等不一定都指同一實(shí)施方式。

此外，在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇M合。在以下描述中，提供了若干特定的細(xì)節(jié)以給予對(duì)實(shí)施方式的全面理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，各種實(shí)施方式可以在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)中的一個(gè)或更多個(gè)細(xì)節(jié)的情況下、或者通過(guò)其他方法、部件、材料等被實(shí)施。在其他情形下，眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作未詳細(xì)地示出或描述以避免混淆。以下描述僅意以舉例的方式簡(jiǎn)單地示出某一示例性實(shí)施方式。

一個(gè)實(shí)施方式提供了例如如在共同待審并共同轉(zhuǎn)讓的于2013年3月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列No.13/843,878以及于2014年2月2日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列No.14/172,442中描述的手持的搖臂(“搖臂”、“單腳架”、“單桿”和“支架”在此以可交換的方式使用)，這些申請(qǐng)中的每個(gè)申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)參引并入本文中。一個(gè)實(shí)施方式提供了單桿的串聯(lián)布置、用于將單桿固定至云臺(tái)的附件、云臺(tái)(例如，包括三個(gè)馬達(dá)和連桿或連接元件的三軸云臺(tái))、相機(jī)平臺(tái)和相機(jī)。在一種實(shí)施方式中，多軸云臺(tái)借助于設(shè)置成提供繞獨(dú)立軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)馬達(dá)(例如，三個(gè)或更多個(gè)馬達(dá))提供。馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)可以被協(xié)調(diào)成提供相機(jī)的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)(例如，相機(jī)的取景軸線或角度的搖拍、傾斜或旋轉(zhuǎn))以及相機(jī)的協(xié)調(diào)穩(wěn)定。

一個(gè)實(shí)施方式使用傳感器來(lái)提供主動(dòng)穩(wěn)定以及輔助的相機(jī)運(yùn)動(dòng)。例如，實(shí)施方式可以包括一個(gè)或更多個(gè)慣性測(cè)量單元(IMU)，所述一個(gè)或更多個(gè)慣性測(cè)量單元(IMU)包括例如檢測(cè)加速度的加速計(jì)以及檢測(cè)如俯仰、側(cè)傾和橫擺的旋轉(zhuǎn)屬性方面的變化的陀螺儀，并且在一些情況下，所述一個(gè)或更多個(gè)慣性測(cè)量單元(IMU)還包括例如用以輔助管理取向偏移的磁強(qiáng)計(jì)。

這種主動(dòng)穩(wěn)定和控制的使用允許實(shí)施方式使安裝在單桿的端部上的相機(jī)穩(wěn)定并根據(jù)相機(jī)操作者的命令對(duì)相機(jī)在俯仰、橫擺和側(cè)傾方面的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。相機(jī)操作者可以經(jīng)由安裝在例如單桿上的用戶界面和/或經(jīng)由單桿或支架自身的運(yùn)動(dòng)、例如旋轉(zhuǎn)而提供命令。一種實(shí)施方式在自由度、例如傾斜、橫擺和/或搖拍方面使相機(jī)穩(wěn)定并對(duì)相機(jī)進(jìn)行控制，傾斜、橫擺和/或搖拍經(jīng)由例如由在單元中的不同軸點(diǎn)(axis point)處由無(wú)刷馬達(dá)提供的機(jī)動(dòng)作用進(jìn)行控制。這允許相機(jī)操作者甚至在移動(dòng)單桿時(shí)仍保持對(duì)拍攝的控制。

在一個(gè)實(shí)施方式中，支撐單元、例如云臺(tái)或類似的結(jié)構(gòu)元件設(shè)置有偏移量。通過(guò)示例的方式，與包括定位成與相機(jī)的瞄準(zhǔn)線(line of sight)(即向左或向右)成大約90度的馬達(dá)的云臺(tái)不同，一種實(shí)施方式例如通過(guò)將相機(jī)以例如約45度的角度安裝在相機(jī)安裝板上而將馬達(dá)重新定位成以約45度朝向相機(jī)取景軸線的右方或左方安裝。換句話說(shuō)，當(dāng)云臺(tái)正在操作并且相機(jī)被命令向前看時(shí)，馬達(dá)從而必須向相機(jī)的左方/后方移動(dòng)約135度。這允許相機(jī)操作者進(jìn)行拍攝而不受各種支撐結(jié)構(gòu)——例如馬達(dá)或單元的支撐元件——的妨礙，從而擴(kuò)展出更大范圍的可用拍攝角度。

在實(shí)施方式中，馬達(dá)(例如，DYS BGM4108-130或FOXTECH馬達(dá))可以由用戶界面——諸如操縱桿型控制器或其他適當(dāng)?shù)挠脩艚缑妗M(jìn)行控制，以將相機(jī)指向在目標(biāo)位置處。例如，用戶可以通過(guò)操縱用戶界面操縱桿和/或通過(guò)支架的操縱、或甚至通過(guò)指定距相機(jī)的距離或高度而選定目標(biāo)位置。目標(biāo)位置可以是固定的或者目標(biāo)位置可以改變——例如用于追蹤移動(dòng)中的目標(biāo)物體。例如，移動(dòng)中的目標(biāo)物體的位置可以通過(guò)以計(jì)算的方式檢查圖像并確定要點(diǎn)或目標(biāo)物體在圖像內(nèi)的位置而被自動(dòng)地確定。

在實(shí)施方式中，單桿的取向可以用作用以確定相機(jī)的所需取向——例如搖拍或傾斜——的命令信號(hào)。這可以是對(duì)從用戶界面或操縱桿發(fā)出的命令的補(bǔ)充。例如，當(dāng)操作者將單桿進(jìn)行側(cè)傾時(shí)，如經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)傳感器所感測(cè)的，馬達(dá)可以被移動(dòng)以使相機(jī)搖拍或傾斜。替代性地，當(dāng)操作者將單桿傾斜時(shí)，馬達(dá)可以被移動(dòng)以使相機(jī)搖拍或傾斜。命令信號(hào)可以進(jìn)一步地被過(guò)濾以結(jié)合用戶對(duì)相機(jī)取向的控制而將相機(jī)保持穩(wěn)定。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，示例性實(shí)施方式可以組合以形成穩(wěn)定和控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)相對(duì)于用戶運(yùn)動(dòng)對(duì)相機(jī)取向進(jìn)行調(diào)節(jié)。

實(shí)施方式允許操作者在圖像幀方面指定相機(jī)的運(yùn)動(dòng)。在實(shí)施方式中，操作者可以觸摸例如顯示在觸摸屏顯示器用戶界面上的圖像中的點(diǎn)，以提供允許相機(jī)沿所述方向移動(dòng)的輸入。例如，操作者可以向左或向右搖拍圖像，或者操作者可以使圖像向上或向下傾斜。至用戶界面的用戶輸入可以被處理以對(duì)云臺(tái)的馬達(dá)進(jìn)行控制，從而對(duì)相機(jī)的取景軸線進(jìn)行重新定向。運(yùn)動(dòng)可以被自動(dòng)地協(xié)調(diào)，例如，相機(jī)側(cè)傾可以被自動(dòng)地控制成使得圖像在進(jìn)行用戶所命令的搖拍或傾斜運(yùn)動(dòng)期間保持水平。此外，馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)可以基于從視覺(jué)處理獲得的命令而被協(xié)調(diào)。例如，用戶可以控制相機(jī)的視野(view)以保持聚焦在圖像中的特定面上從而追蹤物體等。作為另一示例，命令可以是基于焦距的，例如基于該焦距在圖像的中間處拍攝并且計(jì)算空間點(diǎn)以獲得用于相機(jī)拍攝的固定點(diǎn)。

在實(shí)施方式中，相機(jī)以旋轉(zhuǎn)偏移量或成角度地安裝到云臺(tái)上，其中，云臺(tái)軸線與相機(jī)軸線沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)。例如，搖拍、傾斜或側(cè)傾可能不被直接地映射至云臺(tái)的馬達(dá)的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線。替代性地，一種算法引起用于馬達(dá)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)以使操作者能夠指定相機(jī)的搖拍、傾斜或側(cè)傾以及相機(jī)的視野。

相機(jī)還可以成偏移角度地安裝成朝向最可能的目標(biāo)區(qū)域?qū)捎玫倪\(yùn)動(dòng)范圍進(jìn)行定向。盡管通篇使用45度偏移角度的例子作為示例，但該角度可以被選定以適合特定的目的。以具有偏移量的方式布置相機(jī)意味著相機(jī)的可用角度范圍相對(duì)于單桿指向一側(cè)。這還提供了非對(duì)稱性或偏手性(例如，偏左手或偏右手的布置)。將相機(jī)偏移至一側(cè)對(duì)相機(jī)在另一側(cè)上獲得拍攝沒(méi)有損害，因?yàn)轳R達(dá)可以被命令成將相機(jī)上下翻轉(zhuǎn)，例如，在這種情況下，可用的角度范圍被指向另一側(cè)。在這種條件下，可以使用電子處理來(lái)使圖像正面朝上(right-side up)旋轉(zhuǎn)。因此，在選定適當(dāng)模式的情況下，用戶可以通過(guò)簡(jiǎn)單的命令實(shí)現(xiàn)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍，從而增大整體的可用范圍。

用戶界面可以使用操縱桿型界面，盡管與通篇所描述的其他元件相同，操縱桿并非必需的。用戶界面可以通過(guò)馬達(dá)的操作而控制圖像搖拍或傾斜。用戶界面可以命令搖拍或傾斜的變化的速率。例如，當(dāng)用戶推動(dòng)操縱桿型用戶界面時(shí)，相機(jī)保持以預(yù)定速度移動(dòng)，而在釋放操縱桿時(shí)，相機(jī)運(yùn)動(dòng)停止。用戶界面可以替代性地命令搖拍或傾斜的值。例如，當(dāng)用戶推動(dòng)操縱桿型用戶界面時(shí)，相機(jī)移動(dòng)至某一預(yù)定角度或增量，而當(dāng)釋放操縱桿時(shí)，相機(jī)返回至零角或相機(jī)的初始位置或預(yù)定的位置等。

用戶可以通過(guò)對(duì)支架進(jìn)行重新定向而提供對(duì)相機(jī)的控制(例如，搖拍或傾斜)。例如，將支架繞主支架軸線側(cè)傾(在不改變相機(jī)的位置的情況下)可以用作用使相機(jī)搖拍/傾斜的命令。

相機(jī)也可以被穩(wěn)定成相對(duì)于外界保持固定，即，總是指向同一絕對(duì)方向。此外，相機(jī)可以穩(wěn)定成相對(duì)于操作者保持固定。例如，如果操作者轉(zhuǎn)向右方，則相機(jī)將也轉(zhuǎn)向右方。

如對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將明顯的是，各種實(shí)施方式可以組合以形成直觀且功能強(qiáng)的界面。

現(xiàn)轉(zhuǎn)向附圖進(jìn)行描述。將參照示出特定的代表性示例實(shí)施方式的附圖最佳地理解示例性實(shí)施方式。

參照?qǐng)D1，示出了用于相機(jī)的示例性的電動(dòng)型手持的單桿。在圖1中示出了：?jiǎn)螚U101——該單桿101可以包括伸縮區(qū)域102——構(gòu)造成為手持的單元。用戶可以利用單手操作或雙手操作來(lái)操作電動(dòng)型單桿101。

在單桿101的一個(gè)端部處設(shè)置有三軸云臺(tái)，該三軸云臺(tái)包括第一馬達(dá)105、連接元件106、第二馬達(dá)107、第二連接元件(圖4中示出的元件108)、第三馬達(dá)(圖4中示出的元件109)和相機(jī)安裝板(圖4中示出的元件114)。云臺(tái)的元件可以以串聯(lián)的方式設(shè)置，即，一個(gè)元件連接至下一個(gè)元件；然而，也可以提供這些元件或更多元件或更少元件的不同布置。通過(guò)示例的方式，在實(shí)施方式中，三軸云臺(tái)設(shè)置成使得三個(gè)馬達(dá)——例如馬達(dá)105、馬達(dá)107和馬達(dá)109——向云臺(tái)提供三個(gè)獨(dú)立的或不同的可能的旋轉(zhuǎn)軸線。可以設(shè)置更多的馬達(dá)以提供額外的旋轉(zhuǎn)軸線。同樣地，可以提供連接元件的其他布置。在附圖中通過(guò)示例的方式示出的三軸云臺(tái)設(shè)置了距單桿101的一定偏移量，使得安裝在相機(jī)安裝板114上的相機(jī)110能夠根據(jù)用戶的需要在大的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)。

如圖1中所示，第一馬達(dá)105定向成使得其圍繞沿著單桿101的長(zhǎng)軸線延伸的軸線——即主支架旋轉(zhuǎn)軸線——旋轉(zhuǎn)。這并非嚴(yán)格的要求，如通過(guò)重新參考文中提供的描述而將變得明顯。因此，第一馬達(dá)105可以提供第一連接元件106相對(duì)于單桿或連接至單桿的連接件(圖5中示出的元件115)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這在第二馬達(dá)107附接至第一連接元件106時(shí)對(duì)第二馬達(dá)107的位置進(jìn)行重新定向。

如圖4中所示，第一連接元件106和第二馬達(dá)107繼而附接至第二連接元件108和第三馬達(dá)109。如與第一馬達(dá)105相比，第二馬達(dá)107繞獨(dú)有的軸線旋轉(zhuǎn)，使得第二馬達(dá)107可以使第二連接元件108相對(duì)于第一連接元件106獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。以這種方式，通過(guò)第一馬達(dá)105和第二馬達(dá)107的移位實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自由度。

如圖2和圖3中所示，第三馬達(dá)109連接至第二連接元件108和相機(jī)安裝板114。第三馬達(dá)109繞相對(duì)于第一馬達(dá)105和第二馬達(dá)107獨(dú)有的軸線旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)第三自由度。如可以領(lǐng)會(huì)的是，根據(jù)用戶布置單桿101的取向，第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109中的每一者均可以有助于對(duì)相機(jī)110的搖拍、傾斜或旋轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)或使之穩(wěn)定，從而有助于對(duì)由相機(jī)110捕獲的圖像(視頻數(shù)據(jù)或靜態(tài)圖像)的搖拍、傾斜或旋轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)或使之穩(wěn)定。

圖2提供了實(shí)施方式的三軸云臺(tái)的俯視圖，在該實(shí)施方式中，相機(jī)110被示出為以相對(duì)于沿著單桿101的長(zhǎng)度延伸的軸線成角度坐置在相機(jī)安裝板114上?？梢灶I(lǐng)會(huì)的是，如果將沿著單桿101的長(zhǎng)度延伸的軸線視作法線，相機(jī)110偏移至與法線(在該示例中，向右看)成約45度的取景軸線。同樣地，可以領(lǐng)會(huì)的是，第三馬達(dá)109定位成與法線成約90度(在該示例中向左)或者與相機(jī)110的軸線或瞄準(zhǔn)線成約135度?？梢灶I(lǐng)會(huì)的是，第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)可以使它們繞它們各自的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)以控制相機(jī)安裝板114的側(cè)傾、俯仰或傾斜并且從而控制相機(jī)110的側(cè)傾、俯仰或傾斜。

如可以通過(guò)重新參考圖2進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)的是，無(wú)論是相機(jī)的取景軸線(虛線箭頭)還是通過(guò)相機(jī)產(chǎn)生的圖像中的水平軸線、或是通過(guò)相機(jī)產(chǎn)生的圖像中的豎向軸線都不需要與馬達(dá)軸線中的任一馬達(dá)軸線(馬達(dá)軸線中的兩個(gè)馬達(dá)軸線在圖2中以虛線示出)對(duì)準(zhǔn)(或甚至嚴(yán)格地對(duì)準(zhǔn))。實(shí)際上，相機(jī)110和馬達(dá)105、107和109是成偏移角度的。一些軸線可以總是相對(duì)于彼此正交，而一些軸線并非如此。該構(gòu)型在運(yùn)動(dòng)范圍、將馬達(dá)/云臺(tái)保持在圖像之外等方面具有益處。在軸線的成對(duì)比較之下，即馬達(dá)105的軸線與馬達(dá)107的軸線比較、馬達(dá)107的軸線與馬達(dá)109的軸線比較、馬達(dá)109的軸線與相機(jī)110的取景軸線比較、馬達(dá)109的軸線與圖像水平軸線比較、馬達(dá)109軸線與圖像豎向軸線比較，常規(guī)的系統(tǒng)會(huì)將這些軸線保持成正交或平行(或者近乎于此)。在實(shí)施方式中，如所示出的，這些軸線刻意成偏移角度地設(shè)置。如在此所描述的，這賦予系統(tǒng)(所示的系統(tǒng)構(gòu)造成右手使用)非對(duì)稱性。

圖3中提供了示例性的相機(jī)安裝板114的放大圖。相機(jī)安裝板114可以采取“L”形狀或者可以總體上為包括定向成彼此成約90度的兩個(gè)邊緣的元件。在圖3中示出的示例中，相機(jī)110利用螺釘附接至相機(jī)安裝板114。如在此所描述的，可以設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)IMU。在圖3中示出了位于附接至相機(jī)安裝板114的位置中的一個(gè)IMU 113。位于相機(jī)安裝板114處的IMU 113向控制模塊104(返回再參照?qǐng)D1)提供關(guān)于相機(jī)安裝板114的位置、取向、加速度等的反饋數(shù)據(jù)。這提供了允許相機(jī)110通過(guò)第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107或第三馬達(dá)109或第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107或第三馬達(dá)109的組合而慣性穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。

圖4中示出了背離單桿101的三軸云臺(tái)的端視圖。相機(jī)110和相機(jī)安裝板114經(jīng)由適當(dāng)?shù)倪B接件附接至第三馬達(dá)109，使得相機(jī)安裝板114和相機(jī)110的運(yùn)動(dòng)可以經(jīng)由第三馬達(dá)109的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。同樣地，第三馬達(dá)109的運(yùn)動(dòng)可以經(jīng)由第一馬達(dá)105或第二馬達(dá)107的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。如圖4中所示，第二馬達(dá)107定位在第三馬達(dá)109與單桿101之間。第三馬達(dá)109和第二馬達(dá)107利用連接元件108聯(lián)接，與其他元件相同，該連接元件108可以采取單式(單件)構(gòu)型或模塊化(多于一件)構(gòu)型。示出為將第二馬達(dá)107與第三馬達(dá)109聯(lián)接的連接元件108被示出為具有定向成彼此成約90度的兩個(gè)邊緣并且與相機(jī)安裝板114和第一連接元件106的形狀是類似的。

圖5中示出了在用于單桿101的連接器115、第一馬達(dá)105、第一連接元件106、第二馬達(dá)107、第二連接元件108、第三馬達(dá)109和相機(jī)安裝板114之間的示例性聯(lián)接的完整視圖。在此，可以領(lǐng)會(huì)的是，第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109提供了獨(dú)有的軸線，繞所述獨(dú)有的軸線可以提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此外，連接元件106和108允許大的運(yùn)動(dòng)范圍，使得用戶可以在大的可能的視場(chǎng)角范圍內(nèi)操縱相機(jī)110。

第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109協(xié)作以控制相機(jī)110，使得相機(jī)110被穩(wěn)定化并且還可以由用戶例如利用用戶界面111被操縱至不同的視場(chǎng)角。如圖6中所示，模塊104可以設(shè)置有下述電子器件：該電子器件例如從位于相機(jī)安裝板114處的IMU 113或者相對(duì)于單桿101定位的IMU 117獲取感測(cè)信息。模塊104可以包括CPU 116、IMU117、PCB、連接接口119、馬達(dá)功率放大器118、以及其他用于接收用戶輸入、所感測(cè)的命令和圖像數(shù)據(jù)的電子器件，并且模塊104可以向各個(gè)部件提供輸出——例如向馬達(dá)提供功率和數(shù)據(jù)輸出、向所連接的顯示器提供圖像數(shù)據(jù)輸出等。如通過(guò)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)的是，可以改變模塊104的電子器件，例如，可以利用更多或更少的IMU、或者可以利用其它傳感器、可以提供各種不同類型的連接接口等。

CPU 116執(zhí)行用以控制第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109的指令，使得相機(jī)110的運(yùn)動(dòng)被穩(wěn)定化或平穩(wěn)化、例如與用戶輸入或單桿101的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合。CPU可以執(zhí)行允許受控的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由來(lái)自用戶界面111的輸入提供至相機(jī)110的程序指令。就這點(diǎn)而言，CPU和程序可以對(duì)至操縱桿用戶界面111的用戶輸入或者通過(guò)單桿101的操縱而提供的用戶輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)換、或者對(duì)這兩種用戶輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109以協(xié)調(diào)的方式被命令以根據(jù)操縱桿用戶界面111或單桿101自身的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相機(jī)110的平穩(wěn)、穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。

CPU可以通過(guò)執(zhí)行指令程序使相機(jī)110穩(wěn)定，該指令程序自動(dòng)地響應(yīng)于所感測(cè)的數(shù)據(jù)、例如如通過(guò)IMU 117感測(cè)的單桿101的運(yùn)動(dòng)或者如通過(guò)IMU 113感測(cè)的相機(jī)安裝板114的運(yùn)動(dòng)。例如，利用來(lái)自IMU的感測(cè)數(shù)據(jù)，CPU可以利用第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109或第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109的組合使相機(jī)110的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定。如可以領(lǐng)會(huì)的是，來(lái)自IMU 113、IMU 117或其他傳感器——如果存在其他傳感器的話——的感測(cè)數(shù)據(jù)、以及經(jīng)由用戶界面111提供的用戶輸入都可以整合起來(lái)，使得對(duì)第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109提供受控的、穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)命令，從而根據(jù)用戶指令使相機(jī)安裝板114和相機(jī)110穩(wěn)定或移動(dòng)。

圖7提供了設(shè)置有模塊104的單桿101的俯視圖。盡管在圖7的示例中，模塊104附接在單桿101的末端部并鄰近連接件、第一馬達(dá)105和第一連接元件106，但模塊104可以設(shè)置在各種位置中，。

如圖8的示例中所示的，用戶界面111向用戶提供了經(jīng)由第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109使相機(jī)移動(dòng)的能力。在此，用戶界面111被示出為操縱桿型控制。用戶界面111的操縱桿的運(yùn)動(dòng)可以向模塊104提供輸入，使得這些輸入在適當(dāng)時(shí)可以被轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)化成用于第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107或第三馬達(dá)109的命令。

返回重新參照?qǐng)D1，如圖1的示例中所示，在單桿101的與三軸云臺(tái)相反的端部處可以設(shè)置有電池組112。電池組112向模塊104、用戶界面111、第一馬達(dá)105、第二馬達(dá)107和第三馬達(dá)109提供電力。電池組112可以通過(guò)各種供電元件經(jīng)由直接或間接的接線提供電力。如可以領(lǐng)會(huì)的是，電池組112可以被接線以向額外的元件、例如相機(jī)110提供電力。

已經(jīng)出于說(shuō)明和描述的目的示出了本公開(kāi)，而本公開(kāi)不意在是詳盡或限制性的。許多改型和變型對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將是明顯的。選擇并描述了實(shí)施方式以便解釋原理和實(shí)際應(yīng)用，以及使本領(lǐng)域的其他普通技術(shù)人員能夠理解本公開(kāi)的具有各種改型的各種實(shí)施方式適用于可預(yù)期的各種應(yīng)用。

盡管在此已經(jīng)描述了說(shuō)明性的實(shí)施方式，但將要理解的是，實(shí)施方式不局限于這些確切的實(shí)施方式，并且在此可以在不脫離本公開(kāi)的范圍或精神的情況下通過(guò)本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行各種其他改變和改型。